de.wedoany.com-Bericht: Ingenieure des National Manufacturing Institute Scotland (NMIS) haben mithilfe der Hochdruck-Kaltspritztechnologie (HPCS) Kupfer-Raketendüsen hergestellt. Diese Technologie zielt darauf ab, die langjährige Herausforderung bei der Herstellung großer Kupferstrukturbauteile mit komplexen internen Kühlkanälen in der Raketentriebwerksproduktion zu lösen.
Die Betriebstemperaturen von Raketenbrennkammern und -düsen übersteigen den Schmelzpunkt ihrer eigenen Strukturmaterialien, was extrem hohe Anforderungen an die geometrische Auslegung und die Materialeigenschaften stellt.
Traditionelle Fertigungsprozesse sind zeitaufwändig und arbeitsintensiv und erfordern in der Regel mehrere Fertigungsstufen sowie umfangreiche Nachbearbeitung. Das Pulverbettschmelzen, eine etablierte additive Fertigungsmethode, bietet zwar größere Designfreiheit, ist jedoch aufgrund seiner begrenzten Baugröße für große Bauteile nur schwer einsetzbar. Auch die Galvanisierung wird häufig bei der Herstellung von Kupferdüsen eingesetzt, doch die Lieferzeiten für die erforderlichen Größen können sich über Monate erstrecken. Kupfer bringt zusätzliche Schwierigkeiten mit sich: Aufgrund seiner thermischen und mechanischen Eigenschaften sowie seiner stark reflektierenden Oberfläche ist es für die meisten konventionellen additiven Fertigungsverfahren nur schwer geeignet.
Die NMIS-Ingenieure bauen die Düsenstruktur durch schichtweises Abscheiden mittels HPCS auf und vermeiden so das Risiko von thermischen Verformungen und Materialdegradationen, die bei schweißbasierten Verfahren auftreten können. Das Verfahren ermöglicht eine skalierbare Produktion, während feine geometrische Details erhalten bleiben, und kann komplexe innere Merkmale in die Struktur integrieren. Mit einer Abscheiderate von bis zu 10 Kilogramm pro Stunde kann das Verfahren die Produktionslieferzeit von Monaten auf Tage verkürzen und gleichzeitig den Materialabfall im Vergleich zur konventionellen Zerspanung reduzieren. Derzeit ist die Technologie noch nicht durch vollständige Raketentriebwerkstests validiert.
Neben der Raumfahrt hat NMIS auch potenzielle Anwendungen des Verfahrens in Bereichen wie der Luft- und Raumfahrt, der Energieerzeugung und dem Schiffbau identifiziert, die korrosionsbeständige Materialien erfordern. Das Verfahren kann auch für die Reparatur und Wiederaufarbeitung bestehender Bauteile eingesetzt werden. Calum Hicks, Senior Technology Expert für die digitale Fabrik bei NMIS, erklärte, dass das Projekt einen wichtigen Meilenstein bei der Demonstration darstelle, wie moderne Fertigung auf komplexe Raketentriebwerkskomponenten angewendet werden könne. Die Entwicklung von Kupfer-Raketendüsen habe es dem Team ermöglicht, neue Wege zur Herstellung leistungsfähiger Wärmemanagementstrukturen zu erkunden, die Entwicklungszeit zu verkürzen und die Produktionseffizienz zu steigern. Diese Arbeit stärke die britischen Fähigkeiten in der Raumfahrt und darüber hinaus. Ryan Devine, Senior R&D Engineer bei NMIS, ergänzte, dass der wahre Wert dieser Arbeit darin liege, zu zeigen, wie moderne Fertigung vom Experiment zur praktischen Anwendung gelangen könne. Durch die Kombination von Ingenieurswissen mit innovativen Verfahren wie dem Hochdruck-Kaltspritzen könnten Hersteller die Art und Weise, wie komplexe Bauteile entworfen, produziert und gewartet werden, neu überdenken. Diese Maßnahmen trügen dazu bei, schnellere Entwicklungszyklen und widerstandsfähigere Fertigungssysteme zu unterstützen.
Dieser Artikel wurde von Wedoany übersetzt und bearbeitet. Bei jeglicher Zitierung oder Nutzung durch künstliche Intelligenz (KI) ist die Quellenangabe „Wedoany“ zwingend vorgeschrieben. Sollten Urheberrechtsverletzungen oder andere Probleme vorliegen, bitten wir Sie, uns unverzüglich zu benachrichtigen. Wir werden den entsprechenden Inhalt umgehend anpassen oder löschen.
E-Mail: news@wedoany.com
